Influência dos parâmetros de processo na deposição de nitreto de titânio por plasma em gaiola catódica

AUTOR(ES)
FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

27/02/2012

RESUMO

Filmes finos de nitreto de titânio foram crescidos sobre vidro utilizando a técnica de deposição por descarga em gaiola catódica a fim de averiguar a influência das variáveis de processo nas propriedades ópticas e estruturais do filme. Como atmosfera do plasma foi utilizada a mistura de gases Ar, N2 e H2, fixando o fluxo de Ar e N2 em 4 e 3 sccm, respectivamente, e usando fluxos de 0, 1 e 2 sccm de H2. O processo de deposição foi monitorado por Espectroscopia de Emissão Óptica (OES) para investigação das espécies ativas no plasma. Observou-se que com o aumento fluxo de H2 as intensidades das espécies luminescentes no plasma sofrem alterações e que a espécie N2 (391,4 nm) não teve um crescimento proporcional ao fluxo de H2. Outros parâmetros investigados foram o diâmetro e o número de furos da gaiola. As análises de difração de raios X com ângulo de incidência rasante (GIXRD) comprovaram que os filmes obtidos são compostos por TiN, podendo ter variações quanto a quantidade de nitrogênio na rede e o tamanho de cristalito; a microscopia óptica forneceu dados sobre a homogeneidade, a partir da microscopia de força atômica (AFM) observou-se algumas características microestruturais do filme e a rugosidade. A espessura foi quantificada através das análises de elipsometria. As propriedades ópticas como refletância e transmitância (medidas por espectrofotometria) são bastante sensíveis a alterações na rede cristalina do material, composição química e espessura, sendo, portanto, uma boa ferramenta para verificação do controle do processo. De maneira geral, os filmes obtidos com fluxo de 0 sccm de H2 possuem uma maior transmitância atribuída ao menor cristalinidade decorrente da maior quantidade de nitrogênio na rede cristalina do TiN. Os filmes obtidos nos fluxos de 1 e 2 sccm de H2 obtiveram um aspecto dourado e o difratograma apresentou picos característicos do TiN com maior intensidade e menor largura a meia altura, sugerindo que com a presença de hidrogênio na atmosfera do plasma os filmes são mais estequiométricos e com maior cristalinidade. Quanto à configuração da gaiola observou-se que com maior quantidade de furos na tampa, maior a proximidade da tampa com a amostra e menor o diâmetro do furo, maior é a espessura do filme, o que é justificado pela maior probabilidade das espécies do plasma atingirem efetivamente o substrato e promoverem o crescimento do filme

ASSUNTO(S)

engenharia de materiais e metalurgica gaiola catódica filmes finos de tin deposição por plasma espectroscopia de emissão óptica propriedades ópticas cathodic cage tin thin film plasma deposition optical emission spectroscopy optical properties

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